Технические вопросы

[gaba]

ну уж извините, Хорнер на эту тему высказывался вполне однозначно.

по поводу прижимной силы и лобового сопротивления - хоть кактусом назовите. угол атаки у верхней части заднего антикрыла такой, что в обычном своем состоянии поток воздуха на нем, в обычном крыле генерирующий подъемную силу, генерирует прижимную силу таким образом, что часть ее направляется назад и увеличивает коэффициент лобового сопротивления (если уж мы докапываемся до терминологии - лобовое сопротивление это не сила). и в силу этой самой специфики заднего антикрыла Ф1 появляется возможность получить выигрыш за счет срыва потока. найдете другое объяснение от формульных деятелей - можно будет продолжить разговор, а пока это представляется довольно бессмысленным - большинство ваших доводов основано на "неточностях перевода", что есть явная глупость, и ссылках на учебники по аэродинамике, которые по сути своей никак не противоречат возможности получить суммарный выигрыш даже при увеличении лобового сопротивления. более того, в статье, ссылка на которую приведена несколькими страницами ранее, ясно и четко написано: при всех негативных последствиях срыва потока в сумме результат получается положительным.

Совершенно согласен:

Угол атаки, при котором подъемная сила достигает максимального значения, называется критическим углом атаки () (г). По мере приближения к критическому углу атаки из-за начинающегося срыва потока ускоряется рост лобового сопротивления.

[WhiteCoffee]

Я не специалист по аэродинамике и как в точности выглядят потоки воздуха не знаю, поэтому не нужно придираться к тому что нарисовал.

Главное суть- с выключеным воздуховодом потоки протекают по крылу, создают прижимную силу но при этом лобовое сопротивление высокое потому как задняя поверхность антикрыла стоит почти вертикально, да еще и завихряются.

- с действующей системой потоки вообще протекают не по поверхности антикрыла , а сдуваются выше потоком выходщим из плавника

поэтому антикрыло с системой f-duct имеет более обтекаемую форму на прямых и естественно лобовое сопротивление ниже что дает выигрыш в скорости.

[Devil Jester]

Я не специалист по аэродинамике и как в точности выглядят потоки воздуха не знаю, поэтому не нужно придираться к тому что нарисовал.

Если судить по фотографиям этой штуки(у Мака), то непохоже, будто работает она именно так.

[gaba]

Если судить по фотографиям этой штуки(у Мака), то непохоже, будто работает она именно так.

F-Duct, описание от Крейга Скарборо

http://www.racecar-engineering.com/article...-they-work.html

[kruvas]

картинка в корне неправильная. хотя вывод почти верный.

чтобы дуть с такой силой снизу, чтобы противодействовать прижимной силе, нужен очень мощный поток, который не в силе дать маленький воздухазаборничек. все равно, что в человеку дуть во время урагана против ветра. - даже если он будет дуть со скоростью ветра, то все равно не сможет противодейстовать обдуванию лица ветром.

а как правильно - я вам покажу чуть позже в картинках )))

[Snob]

Фиг с ним, последний раз:

большая просьба: забудьте на мгновение про мантру "срыв потока вызывает рост лобового сопротивления" ...

...почему вы ... не хотите допустить, что положительный эффект от этого самого роста давления перевесит негативный эффект?

Это не мантра. Из графика всё видно. Как не крути, после "stall", что соответствует 10-ти по оси "альфа" подъёмная сила падает, а сопротивление растёт. Никакой положительный эффект ничего не перевесит.

... и вспомните о том, что помимо прочего он (срыв потока) вызывает еще и рост давления над (в формуле - под) крылом...

Лично я такого не писал... при срыве образуется зона разряжения.

и я все еще не понимаю куда и как вы собираетесь дуть достаточно мощным потоком воздуха сквозь крыло так, чтобы этот самый относительно медленный поток воздуха не мешал потоку на крыле, не "сдувал" его, но при этом эффективно создавал бы зону повышенного давления за антикрылом? обратите внимание, создавал зону повышенного давления за антикрылом площадью порядка квадратного полуметра с помощью воздуховода сечением от силы 20-25 квадратных сантиметров без всяких там компрессоров и вентиляторов.

Управление пограничным слоем

Суть управления пограничным слоем заключается в обеспечении безотрывного обтекания крыла в достаточно большом диапазоне углов атаки за счет увеличения энергии пограничного слоя. В этом смысле принцип работы управления пограничным слоем не отличается от принипа работы закрылков и предкрылков. Различие состоит лишь в величине энергии, сообщаемой пограничному слою.

Из различных способов управления пограничным слоем наибольшее распространение получил способ, основанный на выдуве через щель или систему щелей тонкой струи воздуха, вытекающей с большой скоростью тангенциально к поверхности крыла. Место выдува соответствует зоне наиболее вероятного появления отрыва потока, то есть в районе носка крыла и на "колене" закрылка. Управление пограничным слоем с помощью отсоса пограничного слоя применяется реже из за трудностей реализации. Эффективность сдува характеризуется безразмерным коэффициентом импульса выдуваемой струи.

Варьируя величиной давления в канале, а также площадью щели можно получить потребную величину импульса при умеренных количествах воздуха...

Отсюда.

Картинки постить не буду, смотрите крыло Маков.

Спор, в принципе, только вокруг слова stall.

Вот ещё:

УПС используется также для уменьшения аэродинамического сопротивления элементов ЛА за счёт обеспечения их безотрывного обтекания или ламинаризации пограничного слоя.

(Источник: «Авиация: Энциклопедия». М.: Большая Российская энциклопедия, 1994)

Отсюда.

[kruvas]

начнем с азов, необходимых для понимания вопроса.

1) зачем заднее крыло делают из двух половинок, оставляя щель между ними?

по идее максимальную эффективность даст цельное крыло, или даже два меньших, но разнесенных друг от друга на более значительное расстояние (вроде этажерки). так как оба крыла будут находится в чистом потоке воздуха.

вариант с двумя разнесенными крыльями отпадает сразу - так как наименьшая высота расположения антикрыла ограничена, а чем выше крыло, тем хуже стабильность, то надо делать цельное крыло на минимально возможной высоте.

но и тут появляется причина против цельного крыла. если сделать эффективное антикрыло для прохождения поворотов на средних скоростях, то на высоких оно же будет вести себя плохо. почему? нет, вовсе не потому что создает большую прижимную силу и вследствии этого и лобовое сопротивление.

одна из причин плохого поведения большого цельного антикрыла на высоких скоростях заставляет конструкторов создавать вот это.

да, именно вот эти жабры в боковой пластине

кстати, заметьте, у какой команды их больше всего и они более интенсивные . да, макларен в лидерах.

теперь посмотрим на эти жабры в монце.

упс, куда это ни пропали? а пропали они по той же причине, почему их так много у макларена. эти жабры уменьшают избыточное давление перед антикрылом на высоких скоростях. в монце прижимная сила наименьшая, избыточного давления там нет. там его наоборот, не хватает из за необходимости поддерживать высокую скорость на прямых. поэтому и жабры не нужны, и даже вредны.

так вот, переходим обратно к этой щели в заднем антикрыле. эта щель - тоже работает для того, чтобы сократить разницу давлений между задней и передней частью антикрыла на высоких скоростях. чем выше скорость, тем большее давление на нижней части антикрыла. тем больше воздуха она переносит под верхнюю половинку антикрыла, уменьшая разницу давлений.

казалось бы а чего ее уменьшать? пускай себе хоть вакуум там будет. но если переборщить - то появляется вихрь, или по другому турбулентность, в которой потоки воздуха не просто пролетают мимо антикрыла назад, но начинают возвращаться к задней части антикрыла, по направлению движения, создавая вихри и тормозя машину. по сути - увеличивают лобовое сопротивление.

по этой же причине делают вырез на боковой пластине за задним антикрылом. чтобы уменьшить турбулентность на верхнем краю антикрыла, уравнивая давление воздухом сбоку.

поэтому чем больше щель между половинками заднего антикрыла, тем выше скорость на прямых при данном угле атаки антикрыла. тоесть если скажем вы хотите большой прижим в поворотах и максималку неплохую - зазор надо увеличивать. но с увеличением зазора прижим падает и на среднескоростных участках. так сказать палка о двух концах. увеличваешь прижим - надо увеличивать зазор для нормальной скорости на прямых. увеличиваешь зазор - уменьшаешь прижим.

теперь самое время вспоминить про количество жабр у макларена - по ним видно, что прижимная сила у них очень большая (высокое давление перед антикрылом) а значит на прямых у них должна быть большая турбулентность и плохая максималка. видать им придется сделать здоровенный зазор между антикрыльями.

взглянем на эту щель у разных команд повнимательнее. (особое внимание обращаем на макларен и редбулл)

и что же мы видим?

у маларенов самый маленький зазор между антикрыльями. а редбуллов - наоборот, самый большой!

вот тут уже становится ясно, что макларены по сути сделали регулируемый зазор между половинками заднего крыла. когда надо (на средних скоростях) зазор минимален, прижим максимальный - угол атаки антикрыла тоже можно сделать побольше, с запасом.

а когда надо, можно виртуально увеличить этот зазор. т.е. сделать то, что делает большой зазор на высоких сокростях - увеличить давление за антикрылом на максимыльных скоростях - тоесть накачать его воздухом мз F-duct

все вполне логично и приятно..

есть кстати еще одна теория для любителей срывов потока

все, что описано выше справедливо, за исключением самого действия F-duct.

сделаем предположение, что воздух по нему течет все время, за исключением движения по прямым, когда канал перекрывает коленом гонщик.

тогда F-duct потоком воздуха перекрывает щель и крыло работает как момнолитное, повышая эффективность. а на прямых лишается этой заслонки и через щель уменьшает вихри за антикрылом повышая максималку.

все

[deadbeef]

Что-что? А научное подтверждение этому есть?

с уменьшением скорости потока давление растет, разве нет?

Ничего из процитированного я не утверждал, это ложь, выдумки и/или вольная интерпретация.

что именно я переврал? я исходил из этой цитаты:

есть мнение, что и без срыва потока прижимную силу можно уменьшить путем заполнения области разряжения под антикрылом дополнительным воздухом. Срыва не произойдет, а давление под антикрылом вырастет, на антикрыло продолжит действовать только верхняя область давления над антикрылом. Лобовое сопротивление останется прежним.

или она не ваша?

[deadbeef]

начнем с азов, необходимых для понимания вопроса.

1) зачем заднее крыло делают из двух половинок, оставляя щель между ними?

по идее максимальную эффективность даст цельное крыло, или даже два меньших, но разнесенных друг от друга на более значительное расстояние (вроде этажерки). так как оба крыла будут находится в чистом потоке воздуха.

вариант с двумя разнесенными крыльями отпадает сразу - так как наименьшая высота расположения антикрыла ограничена, а чем выше крыло, тем хуже стабильность, то надо делать цельное крыло на минимально возможной высоте.

это откуда такие выводы? наоборот, чем выше, тем меньше возмущений от других элементов машины и других машин.

ну и далее чтобы не комментировать определение зазоров по фотографиям: как относительно слабый поток из этого воздуховода эффективно перекроет щель? или как накачать пространство за антикрылом воздухом через все тот же воздуховод, который по своему сечению даже близко не приближается к сечению даже самой маленькой щели между частями антикрыла?

PS

про необходимость этой щели тоже говорилось кстати. нужна она для того самого пресловутого предотвращения срыва потока, и при ее перекрытии поток что? срывается. по крайней мере по утверждениям инженеров Ф1.

[deadbeef]

все, что описано выше справедливо, за исключением самого действия F-duct.

сделаем предположение, что воздух по нему течет все время, за исключением движения по прямым, когда канал перекрывает коленом гонщик.

тогда F-duct потоком воздуха перекрывает щель и крыло работает как момнолитное, повышая эффективность. а на прямых лишается этой заслонки и через щель уменьшает вихри за антикрылом повышая максималку.

ради интереса зацените взаимное расположение выходной щели воздуховода и щели между элементами антикрыла. обратите внимание на то, как меняется расстояние между ними. попробуйте объяснить, как на такоем расстоянии и с таким переменным расстоянием до щели поток воздуха из воздуховода умудряется щель перекрывать.

[kruvas]

перекрывать - гипербола. но сути не меняющая. F-duct создает встречный поток воздуха, направленный прямо навстречу потоку из зазора между частями антикрыла.

переменное расстояние только подтверждает мою теорию о уравниваниии давлений. если по краям его удается более-менее выровнять за счет отвода части давления через жабры и вырез в боковой пластине за антикрылом на заднюю часть верхней полвоинки антикрыла, то в центре этого сделать не получается. там разница больше и встречное давление нужно большее - поэтому расстояние между выходом воздуха и зазором будет меньше.

именно из-за этого у мерседеса аналог F-duct находится по центру, где разница давлений максимальна.

и точно по такой же причине вильямсы добавили дополнительную щель по центру антикрыла

а редбулл, несмотря на то, что и так имел чуть ле не максимльный зазор среди топ команд, так еще и второй мини-зазор сделал.. и именно по центру.

это откуда такие выводы? наоборот, чем выше, тем меньше возмущений от других элементов машины и других машин.

причем тут возмущение от других машин? я говорил про стабильность, устоячивость. чем ниже крыло - тем оно устоячивее, его меньше раскачивает в поворотах, предсказуемее поведение машины, ее меньше раскачивает в скоростных поворотах. раньше задние крылья были на уровне головы пилота - почему тогда не поднимали их "повыше"? думайте сначала, прежде чем такое писать...

ну и далее чтобы не комментировать определение зазоров по фотографиям: как относительно слабый поток из этого воздуховода эффективно перекроет щель? или как накачать пространство за антикрылом воздухом через все тот же воздуховод, который по своему сечению даже близко не приближается к сечению даже самой маленькой щели между частями антикрыла?

да, не приблизился, но он все равно достаточно велик по сравнению с зазором макларена. во вторых F-duct расположен перпендикулярно к потоку воздуха, а зазор - нет. в итоге влияние f-duct достаточно серьезное (думаю десятки процентов от влияние зазора в антикрыле)

про необходимость этой щели тоже говорилось кстати. нужна она для того самого пресловутого предотвращения срыва потока, и при ее перекрытии поток что? срывается. по крайней мере по утверждениям инженеров Ф1.

да, срывается, но на больших сокростях. на малых-средних скоростях зазор мешает, уменьшая прижимную силу.

[WhiteCoffee]

все, что описано выше справедливо, за исключением самого действия F-duct.

сделаем предположение, что воздух по нему течет все время, за исключением движения по прямым, когда канал перекрывает коленом гонщик.

тогда F-duct потоком воздуха перекрывает щель и крыло работает как момнолитное, повышая эффективность. а на прямых лишается этой заслонки и через щель уменьшает вихри за антикрылом повышая максималку.

все

Хмм.

Все это конечно интересно, но сомнительно очень.

Не думаю что этот "слабый поток" именно для перекрытия щели и вот почему:

Заднее антикрыло очень сильно увеличивает лобовое сопротивление болида, где то слышал что чуть ли не 30% лобового сопротивления болида приходится на заднее крыло (не думаю что так много, но % немалый должен быть)

Очень сомневаюсь что всю систему городили для того чтобы оптимизировать потоки воздуха за крылом, вряд ли они имеют столь значимое влияние на лобовое сопротивление.

Тем более что прижимная сила нужна в поворотах и выходит что именно в поворотах эту щель нужно затыкать.

Но болид проходит повороты медленно а это значит что поток будет слишком слабый для того чтобы заткнуть эту щель.

И потом именно у МакЛарена крыло установлено на наибольшую прижимную силу, если бы они затыкали потоком воздуха щель, то было бы все наоборот:

Крыло было бы установлено на меньшую прижимную силу, а в поворотах с помощью затыкания щели крыло работало бы эффективнее и создавало большую прижимную силу.

НЕТ! теория затыкания щели не работает.

Все-таки я склоняюсь к тому что F-duct на снижение лобового сопротивления путем сбивания набегающего потока воздуха при помощи потока воздуха из плавника.

В поворотах крыло работает как обычное но установлено оно на большую прижимную силу чем у соперников, т.к. для прямых есть F-duct

-Из плавника дует воздух заполняя поверхность антикрыла в основном в центральной части крыла

-Набегающий поток уходит выше поверхности крыла, тем самым поток воздуха из плавника выполняет роль регулируемого угла атаки заднего крыла.

Улучшается обтекаемость и снижается лобовое сопротивление.

-Все здорово, но воздуха на верхней поверхности крыла становится много и он должен куда то уходить, естественно он уходит через щель между 2мя половинками, но и уходит на верхнюю кромку. Это приведет к турбулентности за антикрылом.

-Чтобы снизить турбулентность и сделаны дополнительные прорези. Они вытягивают на заднюю поверхность крыла лишний воздух, уменьшают объем воздуха который уходит через верхнюю кромку крыла и заодно заполняют зону пониженного давления за крылом.

-Все это вместе снижает лобовое сопротивление на прямых, уменьшает турбулентнось над крылом и снижает турбулентность позади крыла

....Думаю что как-то так))

[deadbeef]

перекрывать - гипербола. но сути не меняющая. F-duct создает встречный поток воздуха, направленный прямо навстречу потоку из зазора между частями антикрыла.

эээ... ну да. и вы полагаете, что при этом поток воздуха на верхней части заднего антикрыла остается "прижатым" к поверхности и не срывается?

[deadbeef]

теория затыкания щели не работает.

Все-таки я склоняюсь к тому что F-duct на снижение лобового сопротивления путем сбивания набегающего потока воздуха при помощи потока воздуха из плавника.

теория затыкания щели отлично работает, причем настолько хорошо, что в регламент пришлось вносить изменения в части требований к жесткости элементов антикрыла =) а вот создание вашей "подушки" из воздуха - сильно вряд ли, и объем не тот, и давления такого взять неоткуда.

[WhiteCoffee]

и точно по такой же причине вильямсы добавили дополнительную щель по центру антикрыла

Вильямсы добавили прорезь еще в прошлом году как и некоторые другие команды.

Прорезь именно по центру, и определенной ширины потому что регламент разрешает делать прорезь именно на эту ширину.

А сама прорезь для вывода воздуха на заднюю поверхность тем самым снижая турбулентность позади крыла.

Эта тема уже обсуждалась

[WhiteCoffee]

теория затыкания щели отлично работает, причем настолько хорошо, что в регламент пришлось вносить изменения в части требований к жесткости элементов антикрыла =) а вот создание вашей "подушки" из воздуха - сильно вряд ли, и объем не тот, и давления такого взять неоткуда.

я имел ввиду теорию о том что F-duct предназначен именно для затыкания щели.

[kruvas]

Вильямсы добавили прорезь еще в прошлом году как и некоторые другие команды.

А сама прорезь для вывода воздуха на заднюю поверхность тем самым снижая турбулентность позади крыла.

Эта тема уже обсуждалась

ты хотя бы прочитал внимательно. я об этом и пишу. по центру разность давлений выше, вероятность турбулентности выше, зазор помогает разницу выровнять.

у мака чтобы эту большую разницу перебороть, расстояние между выходом fduct и зазором в антикрыле меньше.. чтобы создать большее противодавление.

кстати, какие это "некоторые другие команды"? можешь назвать?

[WhiteCoffee]

ты хотя бы прочитал внимательно. я об этом и пишу. по центру разность давлений выше, вероятность турбулентности выше, зазор помогает разницу выровнять.

у мака чтобы эту большую разницу перебороть, расстояние между выходом fduct и зазором в антикрыле меньше.. чтобы создать большее противодавление.

Терпеть не могу физику))) все эти давления. мне что попроще: тут дует , тут не дует)))

[kruvas]

эээ... ну да. и вы полагаете, что при этом поток воздуха на верхней части заднего антикрыла остается "прижатым" к поверхности и не срывается?

чтобы был срыв, нужна определенная атака крыла на определнной скорости. поэтому срыв (турбулентность) возникает на высоких скоростях, где от нее избавляются, открывая дорогу потоку воздуха. уменьшая разницу давления и избегая появления турбулентности.

да и вообще - чего вы привязались. это всего лишь кость для любителей турбулентности. основная моя идея была другая - все, кроме последнего абзаца. прочитайте вдумчивее.

[deadbeef]

чтобы был срыв нужна определнная атака крыла на поределнной скорости. поэтому срыв (турбулентность) возникает на высоких скоростях, где от нее избавляются, открывая дорогу потоку воздуха. уменьшают разницу давление и избегают турбулентности.

задние антикрылья и так на предельных углах работают в общем-то...

вопрос к размышлению: зачем антикрылья делали гибкими, когда это было еще разрешено?

[kruvas]

что-то ты одни вопросы задаешь. давай я тебе задам тоже

скорость болида 5 км/ч. его толкают механики. турбулентность сильно мешает? ведь антикрыло на предельных углах работает?

все в мире относительно. и при одинаковом угле атаки на скорости 200 км/ч угол атаки не критический. а на 300 км/ч уже критический и происходит срыв потока с турбулентностью.

точно также и механики очень сильно попотели бы, если бы на болиде была установлена мачта с парусом. толкать ее даже на скорости 5 км/ч - нелегкая задача.

[WhiteCoffee]

задние антикрылья и так на предельных углах работают в общем-то...

вопрос к размышлению: зачем антикрылья делали гибкими, когда это было еще разрешено?

Они прогибались на скорости и тем самым снижали лобовое сопротивление.

Разве не так?

[deadbeef]

что-то ты одни вопросы задаешь. давай я тебе задам тоже

скорость болида 5 км/ч. его толкают механики. турбулентность сильно мешает? ведь антикрыло на предельных углах работает?

все в мире относительно. и при одинаковом угле атаки на скорости 200 км/ч угол атаки не критический. а на 300 км/ч уже критический и происходит срыв потока с турбулентностью.

точно также и механики очень сильно попотели бы, если бы на болиде была установлена мачта с парусом. толкать ее даже на скорости 5 км/ч - нелегкая задача.

не понял к чему вопрос, но отвечу - несильно. весь остальной комментарий тоже не очень понятно к чему.

ну а раз вы отвечать не собираетесь, отвечу сам: умные дяди из формулы-1 утверждают, что щель между двумя элементами антикрыла нужна для поодпитки потока воздуха на задней части верхнего элемента антикрыла, чтобы поток с этого работающего на очень близком к критическому угле атаки крыла подольше не сваливался и крыло работало эффективнее. главной задачей гибкого антикрыла было именно прикрытие той самой щели на высоких скоростях, которое привадило к сваливанию крыла, уменьшению его эффективности и увеличению общей скорости машины. злые дяди из фиа решили, что это подвижная аэродинамика, и заставили умных дядей поставить между элементами антикрыла распорки и вообще зафиксировать их так, чтобы они не шелохнулись. умные дяди приуныли, но затем нашли новый способ вызвать срыв потока - с помощью воздуховода, который "сбивает" поток с верхнего элемента антикрыла и по сути нейтрализует эффект от щели между верхним и нижним элементами.

то есть если хотите совсем просто - по большому счету мы говорим об одном и том же, только вот ваш путь "перекрытия щели" выглядит весьма странно - достичь того же эффекта можно гораздо проще.

[Vinetti]

можно даже тыкать картинками, иллюстрирующими вполне хорошо изученное управление пограничным слоем

Показывал к тому, что конструкция аналогичная F-duct не срывает поток, а наоборот борется со срывом. Я спрашивал у Вас ранее, как по-Вашему организуется срыв.

На вражеском форуме упоминалось, что регламентом разрешено только 2-х элементное крыло. И был спор по поводу допустимой зоны размещения этой щели. В этом плане F-duct тоже якобы на грани легальности. Нет ни у кого ясного видения по этому вопросу?

[deadbeef]

Они прогибались на скорости и тем самым снижали лобовое сопротивление.

Разве не так?

не так. как - смотрите выше. прогибаться так, чтобы снижать лобовое сопротивление, они не могли благодаря неподвижным краям и углу, под которым установлены, а вот немного прогнуться в центральной части и нейтрализовать щель между элементами антикрыла - вполне.